NL9500380A - Expansie-installatie. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Expansie-installatie.

De uitvinding heeft betrekking op een expansie-installatie omvattende een eerste gesloten expansievat met een vloeistofaansluiting die kan worden verbonden met een vloeistofkringloop voor het afhankelijk van volumevariaties van de vloeistof in de kringloop afvoeren van vloeistof uit het expansievat naar de kringloop of toevoeren van vloeistof uit de kringloop aan het expansievat, welk expansievat bij normaal bedrijf een vloeistofvolume en daarboven een zich op een eerste druk bevindend luchtvolume bevat. Daarnaast heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze voor het bedrijven van een expansie-installatie.

Een gesloten expansie-installatie van het hierboven genoemde type is bekend voor CV—installaties uit de Nederlandse octrooiaanvrage NL 7612644. Bij deze expansie-installatie expandeert en comprimeert het luchtvolume in het expansievat binnen bepaalde grenzen door de uitwisseling van water tussen CV-installatie en expansievat. Doordat er geen verse lucht wordt aangezogen bij dalend waterniveau in het expansievat, en doordat de in eerste instantie in het water aanwezige zuurstof wordt gebonden in de kringloop en zodoende aan de circulatie wordt onttrokken treedt er weinig schade aan de CV-installatie op als gevolg van corrosie. Dit in tegenstelling tot open expansie-installa-ties waarbij steeds "verse" (zuurstofrijke) lucht in contact staat met de verwarmingsvloeistof, waardoor voortdurend zuurstof in oplossing gaat zodat corrosie in de CV-installatie kan optreden.

Nadelig bij de bekende gesloten expansie-installatie is dat het expansievat een zeer grote bruto-inhoud (meer dan 150% van het expansievolume) moet hebben om een lage druk van het luchtvolume in het expansievat ten opzichte van de laagste druk in de kringloop van de CV-installatie te kunnen houden en om de druk in de expansie-installatie niet te veel te laten variëren.

Het doel van de onderhavige uitvinding is een gesloten expansie-installatie voor een vloeistofkringloop, zoals bijvoorbeeld een CV-installatie, te verschaffen waarbij deze nadelen worden ondervangen. Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt door een expansie-installatie volgens de aanhef die wordt gekenmerkt doordat de expansie-installatie verder een tweede gesloten vat omvat en middelen voor het handhaven van de eerste druk van het luchtvolume in het expansievat door zo nodig lucht uit het expan-sievat naar het zich op een tweede druk bevindend luchtvolume in het tweede vat af te voeren of lucht uit het tweede vat aan het expansievat toe te voeren. Hierdoor is een veel kleiner expansievat mogelijk. In het bijzonder omvatten de middelen een luchtaansluiting die het tweede gesloten vat verbindt met het luchtvolume in het expansievat, welke luchtaansluiting een eerste leiding met een pomp en een tweede leiding met een klep omvat.

Bij voorkeur comprimeert de pomp de af te voeren lucht zodat het tweede vat met voordeel klein kan zijn.

Ook deze expansie-installatie heeft een gesloten luchtgedeelte, waaruit na verloop van tijd de zuurstof verdwijnt, zodat er geen gevaar voor corrosie méér is.

Met voordeel is het luchtvolume in rechtstreekse aanraking met het vloeistofoppervlak en is de druk van het luchtvolume ingesteld op een lage druk, die een waarde kan hebben tot in het vacuümgebied, zodat het water maximaal kan ontluchten. Volgens de wet van Henry is de maximaal oplosbare hoeveelheid van een gas in vloeistof namelijk evenredig met de partiële druk van het gas boven de vloeistof. Dit is met name voordelig omdat het nuttig rendement van de CV-installatie beter is met maximaal ontluchte vloeistof.

Bij voorkeur bevindt zich in het expansievat een druksensor voor het bepalen van de druk in het luchtvolume, die is verbonden met een besturingseenheid die afhankelijk van het signaal van de druksensor de pomp of de klep bedient. De druk van het luchtvolume in het expansievat kan aldus voordelig binnen bepaalde marges worden gehouden door bij stijging van de druk lucht af te voeren naar het tweede vat en bij daling van de druk lucht vanuit het tweede vat toe te laten stromen.

Verdere voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding zijn beschreven in conclusies 3-6.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin:

Fig. 1 een schematische voorstelling is van een expan-sie-installatie volgens de uitvinding die is verbonden met een CV-installatie.

In fig. 1 is schematisch een expansie-installatie volgens de uitvinding weergegeven die via een leiding 10 is verbonden met een CV-installatie. De expansie-installatie bestaat uit vier hoofdcomponenten: een expansievat 1, een vloeistofaansluiting, een tweede vat 2, en een luchtaansluiting. De vloeistofaansluiting verbindt het expansievat 1 met de leiding 10 en bestaat uit een eerste leiding met een pomp 8 en een tweede leiding met een klep 9 en werkt als volgt: indien door afkoeling de druk in de CV-installa-tie onder een bepaalde waarde daalt, wordt de pomp 8 ingeschakeld waardoor vloeistof uit het expansievat 1 in de CV-installatie wordt gepompt, hetgeen resulteert in een druk-verhoging in de CV-installatie. Indien door opwarming van de vloeistof in de CV-installatie de druk boven een bepaalde waarde stijgt, wordt klep 9 geopend waardoor overtollige vloeistof uit de CV-installatie in het expansievat 1 kan stromen.

Het expansievat 1 is via de luchtaansluiting verbonden met het tweede gesloten vat 2, waarbij de luchtaansluiting een eerste leiding met een pomp 3 en een tweede leiding met een klep 4 omvat. De kleppen 4, 9 kunnen zowel magneetklep-pen, differentiaalkleppen, alsook veerbelaste kleppen zijn.

Het expansievat 1 is voorzien van een beluchtingsklep 5 en een ontluchtingsklep 6. Het tweede vat 2 is voorzien van een ontluchtingsklep 7. Deze kleppen zijn uitsluitend vanuit veiligheidsoverwegingen aangebracht en treden normaal gesproken niet in werking. De klep 7 dient tevens om in de kringloop vrijgekomen lucht, bijvoorbeeld als gevolg van het bijvullen van vloeistof, weg te laten lopen nadat de druk in het tweede vat 2 een in te stellen maximum heeft bereikt.

De werking is als volgt: voor het in bedrijf stellen is het expansievat 1 geheel gevuld met lucht, die op een vooraf bepaalde lage druk wordt gebracht door via de pomp 3 lucht gecomprimeerd op te slaan in het tweede vat 2. Indien nu vanuit de CV-installatie vloeistof in het expansievat 1 stroomt, wordt de lucht in het expansievat 1 gecomprimeerd tot een vooraf bepaalde maximale lage druk waarbij de pomp 3 in werking wordt gezet en het luchtvoluroe weer op de ingestelde lage druk wordt gebracht. Indien de CV-installatie afkoelt, wordt vanuit het expansievat 1 vloeistof naar de CV-installatie overgepompt. Hierdoor expandeert het luchtvolume in het expansievat 1 waardoor de druk daalt. Bij een vooraf bepaalde minimale druk zal de klep 4 gecomprimeerde lucht vanuit het tweede vat 2 naar het expansievat 1 laten stromen totdat de ingestelde lage druk weer wordt bereikt. Door de vooraf bepaalde minimale en maximale afwijking van de in stand te houden lage druk in het expansievat 1 klein te kiezen kan de druk in het expansievat 1 nagenoeg constant blijven.

Door de lage druk in het expansievat l kan deze overeenkomstig licht geconstrueerd worden. Het tweede vat 2 kan klein worden gehouden doordat de lucht daarin gecomprimeerd wordt opgeslagen.

Het bedienen van de pomp 3 en de klep 4 vindt bij voorkeur plaats door een druksensor 11 die de druk van het luchtvolume in het expansievat 1 meet en bij het bereiken van de vooraf bepaalde minimale of maximale druk een signaal afgeeft aan een, schematisch weergegeven, besturingseenheid 12, die vervolgens hetzij de pomp 3, hetzij de klep 4 bedient.

Voor het bepalen van het vloeistofvolume in het expansievat 1 kan bij deze expansie-installatie niet meer worden volstaan met het meten van de druk onder in het expansievat 1. De druk in het zich daarboven bevindende luchtvolume verstoort namelijk deze meting. In een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding wordt daarom zowel onder als boven in het expansievat 1 de druk gemeten. Uit het verschil van de twee gemeten waarden kan dan het exacte vloeistofvolume in het expansievat 1 worden bepaald. Voor het meten van de druk boven in het expansievat 1 kan de druksensor 11 worden gebruikt. Voor het meten van de druk onder in het expansievat dient een tweede druksensor 13 te worden geplaatst.

De hierboven beschreven expansie-installatie en werkwijze zijn te vergelijken met bekende gesloten expansie-installaties. Doordat geen "verse" lucht wordt aangezogen en de in eerste instantie in de kringloop aanwezige zuurstof wordt gebonden is er al snel geen gevaar voor corrosie meer. Als alternatief kan het expansievat 1 ook worden gevuld met een inert gas, bijvoorbeeld stikstof. Aldus wordt een gesloten expansie-installatie verkregen waarbij geen scheidend membraan nodig is tussen de vloeistof en het luchtvolume en waarbij het luchtvolume in het expansievat 1 op een in te stellen lage druk wordt gehouden.

Claims (7)

1. Expansie-installatie omvattende een eerste gesloten expansievat met een vloeistofaansluiting die kan worden verbonden met een vloeistofkringloop voor het afhankelijk van volumevariaties van de vloeistof in de kringloop afvoeren van vloeistof uit het expansievat naar de kringloop of toevoeren van vloeistof uit de kringloop aan het expansievat, welk expansievat bij normaal bedrijf een vloeistofvolume en daarboven een zich op een eerste druk bevindend luchtvolume bevat, met het kenmerk, dat de expansie-installatie verder een tweede gesloten vat (2) omvat en middelen voor het handhaven van de eerste druk van het lucht volume in het expansievat (1) door zo nodig lucht uit het expansievat (1) naar het zich op een tweede druk bevindend luchtvolume in het tweede vat (2) af te voeren of lucht uit het tweede vat (2) aan het expansievat (1) toe te voeren.

2. Expansie-installatie volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de middelen een luchtaansluiting omvatten die het tweede gesloten vat (2) verbindt met het luchtvolume in het expansievat (1), welke luchtaansluiting een eerste leiding met een pomp (3) en een tweede leiding met een klep (4) omvat.

3. Expansie-installatie volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat een druksensor (11) is voorzien in het expansievat (1) voor het bepalen van de eerste druk in het luchtvolume, die is verbonden met een besturingseenheid (12) die afhankelijk van het signaal van de druksensor de pomp (3) of de klep (4) van de luchtaansluiting bedient.

4. Expansie-installatie volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het expansievat (1) is voorzien van een beluchtingsklep (5) en een ontluchtings-klep (6).

5. Expansie-installatie volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het tweede vat (2) is voorzien van een ontluchtingsklep (7).

6. Expansie-installatie volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de vloeistofaansluiting een eerste leiding met een pomp (8) en een tweede leiding met een klep (9) omvat.

7. Werkwijze voor het bedrijven van een expansie-installatie volgens één of meer van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat in het expansievat (1) een eerste druk in stand wordt gehouden die een waarde kan hebben tot in het vacuümgebied.